CN109346422B - 换能器的固定组件、键合头装置及超声波键合机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换能器的固定组件、键合头装置及超声波键合机，该换能器的固定组件包括：第一安装体、第二安装体及紧固件，第一安装体设有第一抵接部；第二安装体设有供换能器穿设的第一安装孔，第一安装孔的内壁设有第二安装孔，第一安装孔的外壁设有连接孔，连接孔与第二安装孔连通，第一安装体可移动地设置于第二安装孔、且第一抵接部朝向第一安装孔；紧固件一端穿过第二安装孔与第一安装体连接，且紧固件能够带动第一安装体移动，使第一抵接部能够朝向第一安装孔的内部的方向突出第一安装孔设置，紧固件一端穿过第二安装孔与第一安装体连接，第一抵接部与第一安装孔配合形成用于固定换能器的固定结构。

Description

换能器的固定组件、键合头装置及超声波键合机

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种键合头装置的支撑组件、键合头装置及超声波键合机。

背景技术

引线键合机是利用超声波、压力和温度将金属丝电气连接半导体芯片和管脚的一种设备，它利用超声波发生器和劈刀，将超声振动施加在金属丝上，在与金属丝接触的芯片或管脚上面上形成溶合，从而实现牢固的电气连接。

然而，传统的金属键合机换能器与安装座安装不稳固，影响使用。

发明内容

基于此，针对传统的金属键合机换能器与安装座安装不稳固，影响使用的问题，有必要提出一种换能器的固定组件、键合头装置及超声波键合机，该换能器的固定组件能够实现换能器的稳固安装；所述键合头装置包括上述换能器的固定组件，因此该键合头装置能够实现换能器的稳固安装；该超声波键合机包括上述键合头装置，因此，该键合头装置能够实现换能器的稳固安装。

具体技术方案如下：

一方面，本申请涉及一种换能器的固定组件，包括：第一安装体，所述第一安装体设有第一抵接部；第二安装体，所述第二安装体设有供换能器穿设的第一安装孔，所述第一安装孔的内壁设有第二安装孔，所述第一安装孔的外壁设有连接孔，所述第一安装孔、所述连接孔均与所述第二安装孔连通，所述第一安装体可移动地设置于所述第二安装孔、且所述第一抵接部朝向所述第一安装孔；及紧固件，所述紧固件一端穿过所述第二安装孔与所述第一安装体连接，且所述紧固件能够带动所述第一安装体移动，当所述第一安装体移动至预设位置时，所述第一抵接部能够朝向所述第一安装孔的内部的方向突出所述第一安装孔设置，且所述第一安装体的侧壁与所述第二安装孔的侧壁抵接，所述第一抵接部与所述第一安装孔配合形成用于固定所述换能器的固定结构。

上述换能器的固定组件在使用时，将所述换能器的一端穿设于所述第一安装孔，由于所述紧固件能够驱动所述第一安装体移动，当所述第一安装体移动至预设位置时，所述第一抵接部能够朝向所述第一安装孔的内部的方向突出所述第一安装孔设置，且所述第一安装体的侧壁与所述第二安装孔的侧壁抵接，如此，所述第一安装体能够更加稳固的与所述换能器抵接，所述第一安装体与所述第二安装体能够实现与所述换能器“抱死”，进而所述换能器的固定组件能够更加稳固的固定所述换能器。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，该换能器的固定组件还包括第一凸起，所述第一凸起的一端固设于所述第一安装孔的内壁，另一端设有第二抵接部，所述第一安装体设有第二凸起，所述第二凸起设有所述第一抵接部。

在其中一个实施例中，所述第一抵接部和所述第二抵接部的横截面均为弧形。

另一方面，本申请还涉及一种键合头装置，包括换能器的固定组件，还包括换能器及焊接机构，所述焊接机构包括焊头，所述换能器的一端穿设于所述第一安装孔，另一端与所述焊头连接。

上述键合头装置在使用时，所述换能器的一端与所述焊头连接，如此，通过所述换能器将电能转化为机械能，即超声波，再传递给焊头；将所述换能器的一端穿设于所述第一安装孔，由于所述紧固件能够驱动所述第一安装体移动，当所述第一安装体移动至预设位置时，所述第一抵接部能够朝向所述第一安装孔的内部的方向突出所述第一安装孔设置，且所述第一安装体的侧壁与所述第二安装孔的侧壁抵接，如此，所述第一安装体能够更加稳固的与所述换能器抵接，所述第一安装体与所述第二安装体能够实现与所述换能器“抱死”，进而所述换能器的固定组件能够更加稳固的固定所述换能器。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，该键合头装置还包括安装座、摆动座及驱动机构，所述焊接机构固设于所述摆动座，所述摆动座可转动地设置于所述安装座，所述驱动机构用于驱动所述摆动座相对所述安装座转动，使所述焊头能够向靠近或远离待焊件的方向转动。

在其中一个实施例中，该键合头装置还包括可弹性复位机构，所述可弹性复位机构包括转动体和固定体，所述转动体能够相对所述固定体在预设角度范围内来回转动，所述转动体与所述摆动座连接，所述固定体与所述安装座连接。

在其中一个实施例中，所述可弹性复位机构包括弹簧片，所述弹簧片的一端与所述摆动座连接，另一端固设于所述安装座连接。

在其中一个实施例中，该键合头装置还包括弹性件及调节件，所述弹性件的一端与所述安装座连接、另一端与所述调节件的一端连接，所述调节件的另一端可移动地设置于所述摆动座，用于调整所述弹性件的拉伸长度。

在其中一个实施例中，该键合头装置还包括冷却件，所述冷却件包括进气口、气流通道及出气槽，所述出气槽沿所述冷却件的长度方向设置于所述冷却件的侧壁，所述出气槽的侧壁设有出气口，所述出气槽的开口朝向所述驱动机构设置，所述出气口、所述气流通道及所述进气口连通。

另一方面，本申请还涉及一种超声波键合机，包括所述的键合头装置。

上述超声波键合机在使用时，所述换能器的一端与所述焊头连接，如此，通过所述换能器将电能转化为机械能，即超声波，再传递给焊头；将所述换能器的一端穿设于所述第一安装孔，由于所述紧固件能够驱动所述第一安装体移动，当所述第一安装体移动至预设位置时，所述第一抵接部能够朝向所述第一安装孔的内部的方向突出所述第一安装孔设置，且所述第一安装体的侧壁与所述第二安装孔的侧壁抵接，如此，所述第一安装体能够更加稳固的与所述换能器抵接，所述第一安装体与所述第二安装体能够实现与所述换能器“抱死”，进而所述换能器的固定组件能够更加稳固的固定所述换能器。

附图说明

图1为换能器的固定组件的结构示意图；

图2为换能器的固定组件的另一个视角的结构示意图；

图3为图2中的A-A向剖视图；

图4为换能器与换能器的固定组件连接的示意图；

图5为键合头装置的装配结构示意图；

图6为图5中键合头装置的分解示意图；

图7为冷却件的结构示意图；

图8为冷却件的另一个角度的结构示意图；

图9为图8中B-B向剖视图。

附图标记说明：

10、键合头装置，100、换能器的固定组件，110、第一安装体，112、第二凸起，114、第一抵接部，120、第二安装体，122、第一安装孔，124、第二安装孔，126、第一凸起，128、第二抵接部，130、紧固件，200、焊接机构，210、焊头，220、换能器，300、摆动座，400、安装座，410、第四安装孔，500、音圈电机，610、可弹性复位机构，620、弹簧片，630、第一压板，640、第二压板，650、调节件，660、弹性件，710、光栅尺，720、光栅读头，800、冷却件，810、进气口，820、气流通道，830、出气槽 。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

有必要指出的是，当元件被称为“固设于”另一元件时，两个元件可以是一体的，也可以是两个元件之间可拆卸连接。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，还需要理解的是，在本实施例中，术语“下”、“上”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、等所指示的位置关系为基于附图所示的位置关系；“第一”、“第二”等术语，是为了区分不同的结构部件。这些术语仅为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制。

如图1至图4所示，一实施例中的一种换能器的固定组件100，包括：第一安装体110，第一安装体110设有第一抵接部114；第二安装体120，第二安装体120设有供换能器220穿设的第一安装孔122，第一安装孔122的内壁设有第二安装孔124，第一安装孔122的外壁设有连接孔，第一安装孔122、连接孔与第二安装孔124连通，第一安装体110可移动地设置于第二安装孔124、且第一抵接部114朝向第一安装孔122；及紧固件130，紧固件130一端穿过第二安装孔124与第一安装体110连接，且紧固件130能够带动第一安装体110移动，当第一安装体110移动至预设位置时，第一抵接部114能够朝向第一安装孔122的内部的方向突出第一安装孔122设置，且第一安装体110的侧壁与第二安装孔124的侧壁抵接，第一抵接部114与第一安装孔122配合形成用于固定换能器220的固定结构。

上述换能器的固定组件100在使用时，将换能器220的一端穿设于第一安装孔122，由于紧固件130能够驱动第一安装体110移动，当第一安装体110移动至预设位置时，第一抵接部114能够朝向第一安装孔122的内部的方向突出第一安装孔122设置且第一安装体110的侧壁与第二安装孔124的侧壁抵接，如此，第一安装体110能够更加稳固的与换能器220抵接，第一安装体110与第二安装体120能够实现与换能器220“抱死”，进而换能器的固定组件100能够更加稳固的固定换能器220。在本次实施例中，第一安装体110设有内螺纹孔，紧固件为螺栓，通过螺栓与内螺纹孔的配合驱动第一安装体110移动，进而，使第一抵接部114能够朝向第一安装孔122的内部的方向突出第一安装孔122设置。在安装时，第二安装孔124与第一安装体110存在一定的间隙，间隙的大小根据需要设置，但是需要满足第一安装体110移动至预设位置时，第一抵接部114凸设第二安装孔设置，且第一安装体110的侧壁能够与第二安装孔124的侧壁抵接。

如图1和图3所示，在上述实施例的基础上，该换能器的固定组件100还包括第一凸起126，第一凸起126的一端固设于第一安装孔122的内壁，另一端设有第二抵接部128，第一安装体110设有第二凸起112，第二凸起112设有第一抵接部114。此时，换能器220与第一凸起126和第二凸起112抵接，如此，降低了换能器220与第一安装体110和第二安装体120的接触面积，进而，降低换能器220与第一安装孔122的内壁的摩擦力。在本次实施例中，第一凸起126的数量为两个，当第二凸起112突设于第一安装孔122时，两个第一凸起126和第二凸起112沿同一圆周间隔设置，如此，实现“三点”支撑，使换能器的固定组件100更加稳固与换能器220的侧壁抵接。在该实施例的基础上，第一抵接部114和第二抵接部128的横截面均为弧形。如此，横截面呈弧形的第一抵接部114和横截面呈弧形的第二抵接部128能够与换能器220的侧壁贴合，进而能够更加稳固的与换能器220抵接。在本次实施例中，第一抵接部114的弧形横截面的圆弧半径与第二抵接部128的弧形横截面的圆弧半径相等。

如图5和图6所示，本申请还涉及一种键合头装置10，一实施例中的键合头装置10包括换能器的固定组件100，还包括换能器220及焊接机构200，焊接机构200包括焊头210，换能器220的一端穿设于第一安装孔122，另一端与焊头210连接。

上述键合头装置10在使用时，换能器220的一端与焊头210连接，如此，通过换能器220将电能转化为机械能，即超声波，再传递给焊头210；将换能器220的一端穿设于第一安装孔122，由于紧固件130能够驱动第一安装体110移动，当第一安装体110移动至预设位置时，第一抵接部114能够朝向第一安装孔122的内部的方向突出第一安装孔122设置且第一安装体110的侧壁与第二安装孔124的侧壁抵接，如此，第一安装体110能够更加稳固的与换能器220抵接，第一安装体110与第二安装体120能够实现与换能器220“抱死”，进而换能器的固定组件100能够更加稳固的固定换能器220。

如图5和图6所示，在上述实施例的基础上，该键合头装置10还包括安装座400、摆动座300及驱动机构，焊接机构200固设于摆动座300，摆动座300可转动地设置于安装座400，驱动机构用于驱动摆动座300相对安装座400转动，使焊头210能够向靠近或远离待焊件的方向转动。如此，通过驱动机构驱动摆动座300相对安装座400转动，焊接机构200与摆动座300连接，焊接机构200包括焊头210，因此，摆动座300能够带动焊头210向靠近或远离待键合金属线的方向转动；由于在同等驱动力的作用下，摆动能够达到的加速度大于直线运动所能够达到的加速度；进而，该键合头装置10能够使焊头210以较高的加速度驱动焊头210向待键合的金属线移动，使焊头210向待键合的金属线移动的时间短，进而提高了金属线键合的效率。在本次实施例中，安装座400还有第四安装孔410，摆动座400的一端穿过第四安装孔410与驱动机构连接。

如图5和图6所示，在上述任一实施例的基础上，该键合头装置10还包括可弹性复位机构610，可弹性复位机构610包括转动体和固定体，转动体能够相对固定体在预设角度范围内来回转动，转动体与摆动座300连接，固定体与安装座400连接。如此，当驱动机构停机时，可弹性复位机构610能够带动摆动座300复位，即带动焊头210复位，避免在断电时，出现撞机；在该实施例的基础上，可弹性复位机构610包括弹簧片620，弹簧片620的一端与摆动座300连接，另一端固设于安装座400连接。如此，通过弹簧片620实现摆动体的往复摆动；在本次实施例中，弹簧片620的数量为2个，两个弹簧片620间隔设置，只要保证两个弹簧片620的安装位置，就可以保证两个弹簧片620的弹力一致；在本次实施例中，还包括第一压板630和第二压板640，通过第一压板630将弹簧片620的转动体与摆动座300连接，通过第二压板640将固定体与安装座400连接。当然了，在别的实施例中，可弹性复位机构610还可以为十字弹簧轴承。

如图5和图6所示，在上述任一实施例的基础上，该键合头装置10还包括弹性件660及调节件650，弹性件660的一端与安装座400连接、另一端与调节件650的一端连接，调节件650的另一端可移动地设置于摆动座300，用于调整弹性件660的拉伸长度。如此，通过移动调节件650即可实现调整弹性件660的拉伸长度，此时，可以实现将摆动座300停留在一个预设位置，此时，便于摆动座300调零点。在本次实施例中，摆动座300设有第三安装孔，调节件650的一端设有外螺纹结构，调节件650的一端穿设于第三安装孔并通过螺母固定在摆动座300上。具体地，弹性件660可以是拉伸弹簧或者是橡胶等，在本次实施例中，弹性件660为拉伸弹簧。当然了，在别的实施例中，调节件650还可以通过伸缩的方式调整弹性件650的拉伸长度。

如图5和图6所示，在上述任一实施例的基础上，键合头装置10还包括位移传感器，位移传感器用于检测摆动座300相对安装座400摆动距离。如此，位移传感器监测摆动座300的摆动距离，并将检测的距离信号发送给控制器，控制器根据距离信号判断摆动座300摆动的位置与预设位置之间的差值，进而实现校准摆动座300的摆动位置。在该实施例的基础上，位移传感器包括光栅尺710及光栅读头720，光栅尺710设置于摆动座300上，光栅读头720对应设置于安装座400上。如此，当摆动座300摆动时带动光栅尺710移动，光栅读头720能够通过读取光栅尺710的读数来反应摆动座300摆动的距离。

如图7至图9所示，在上述任一实施例的基础上，键合头装置10还包括冷却件800，冷却件800包括进气口810、气流通道820及出气槽830，出气槽830沿冷却件800的长度方向设置于冷却件800的侧壁，出气槽830的侧壁设有出气口，出气槽830的开口朝向驱动机构设置，出气口、气流通道820及进气口810连通。如此，冷却气流通过进气口810流经气流通道820至出气槽830，出气槽830沿冷却件800的长度方向设置于冷却件800的侧壁，如此，出气槽830能够将冷却气体以一出气面的形式向驱动机构喷出，进而能有效的覆盖和冷却驱动机构。

在上述任一实施例的基础上，驱动机构包括音圈电机500，音圈电机500包括电机动子和电机定子，电机动子与摆动座300连接，电机定子与安装座400连接。如此，音圈电机500具有结构简单体积小、高速、高加速响应快等特性，因此，通过音圈电机500驱动摆动座300能够使摆动座300具备较高的加速度。

另一方面，本申请还涉及一种超声波键合机，该超声波键合机包括的键合头装置10。

上述超声波键合机在使用时，换能器220的一端于焊头210连接，如此，通过换能器220将电能转化为机械能，即超声波，再传递给焊头210；将换能器220的一端穿设于第一安装孔122，由于紧固件130能够驱动第一安装体110移动，当第一安装体110移动至预设位置时，第一抵接部114能够朝向第一安装孔122的内部的方向突出第一安装孔122设置且第一安装体110的侧壁与第二安装孔124的侧壁抵接，如此，第一安装体110能够更加稳固的与换能器220抵接，第一安装体110与第二安装体120能够实现与换能器220“抱死”，进而换能器的固定组件100能够更加稳固的固定换能器220。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (10)

1.一种换能器的固定组件，其特征在于，包括：

第一安装体，所述第一安装体设有第一抵接部；

第二安装体，所述第二安装体设有供换能器穿设的第一安装孔，所述第一安装孔的内壁设有第二安装孔，所述第一安装孔的外壁设有连接孔，所述第一安装孔、所述连接孔均与所述第二安装孔连通，所述第一安装体可移动地设置于所述第二安装孔、且所述第一抵接部朝向所述第一安装孔；及

紧固件，所述紧固件一端穿过所述第二安装孔与所述第一安装体连接，且所述紧固件能够带动所述第一安装体移动，当所述第一安装体移动至预设位置时，所述第一抵接部能够朝向所述第一安装孔的内部的方向突出所述第一安装孔设置，且所述第一安装体的侧壁与所述第二安装孔的侧壁抵接，所述第一抵接部与所述第一安装孔配合形成用于固定所述换能器的固定结构；

第一凸起，所述第一凸起的一端固设于所述第一安装孔的内壁，另一端设有第二抵接部，所述第一安装体设有第二凸起，所述第二凸起设有所述第一抵接部，所述第一安装体设有内螺纹孔，所述紧固件为螺栓，所述螺栓用于与内螺纹孔配合以驱动所述第一安装体移动。

2.根据权利要求1所述的换能器的固定组件，其特征在于，所述第一凸起的数量为两个，当所述第二凸起突设于所述第一安装孔时，两个所述第一凸起和所述第二凸起沿同一圆周间隔设置。

3.根据权利要求1所述的换能器的固定组件，其特征在于，所述第一抵接部和所述第二抵接部的横截面均为弧形。

4.一种键合头装置，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的换能器的固定组件，还包括换能器及焊接机构，所述焊接机构包括焊头，所述换能器的一端穿设于所述第一安装孔，另一端与所述焊头连接。

5.根据权利要求4所述的键合头装置，其特征在于，还包括安装座、摆动座及驱动机构，所述焊接机构固设于所述摆动座，所述摆动座可转动地设置于所述安装座，所述驱动机构用于驱动所述摆动座相对所述安装座转动，使所述焊头能够向靠近或远离待焊件的方向转动。

6.根据权利要求5所述的键合头装置，其特征在于，还包括可弹性复位机构，所述可弹性复位机构包括转动体和固定体，所述转动体能够相对所述固定体在预设角度范围内来回转动，所述转动体与所述摆动座连接，所述固定体与所述安装座连接。

7.根据权利要求6所述的键合头装置，其特征在于，所述可弹性复位机构包括弹簧片，所述弹簧片的一端与所述摆动座连接，另一端固设于所述安装座连接。

8.根据权利要求5所述的键合头装置，其特征在于，还包括弹性件及调节件，所述弹性件的一端与所述安装座连接、另一端与所述调节件的一端连接，所述调节件的另一端可移动地设置于所述摆动座，用于调整所述弹性件的拉伸长度。

9.根据权利要求5至8任一项所述的键合头装置，其特征在于，还包括冷却件，所述冷却件包括进气口、气流通道及出气槽，所述出气槽沿所述冷却件的长度方向设置于所述冷却件的侧壁，所述出气槽的侧壁设有出气口，所述出气槽的开口朝向所述驱动机构设置，所述出气口、所述气流通道及所述进气口连通。

10.一种超声波键合机，其特征在于，包括权利要求4至9任一项所述的键合头装置。